CN106566138A - 一种耐热老化三元氟橡胶非金属补偿器及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐热老化三元氟橡胶非金属补偿器，由下列重量份的原料制成：三元氟橡胶适量、无碱膨体纱玻璃纤维织物100‑110、偏氟乙烯‑六氟丙烯共聚物50‑55、丙酮200‑220、苄基三乙基氯化铵2‑2.5、5‑5.5wt%氢氧化钾水溶液80‑85、30‑31wt%双氧水水溶液110‑120、36‑38wt%盐酸水溶液适量、氧化锌晶须3‑3.5、六方氮化硼纳米片0.7‑0.9、石墨烯微片2.8‑3.2、硼酸三异丙酯1.2‑1.5。本发明通过使用硼酸三异丙酯、六方氮化硼纳米片、石墨烯微片，能够提高橡胶的耐高温性能、抗氧化性和抗化学腐蚀性。

Description

一种耐热老化三元氟橡胶非金属补偿器及其制备方法
技术领域
本发明涉及非金属补偿器技术领域，尤其涉及一种耐热老化三元氟橡胶非金属补偿器及其制备方法。
背景技术
非金属补偿器也叫织物补偿器、非金属膨胀节或非金属软连接，具有多向补偿、吸收位移量大、不反弹、外表温度低、隔热、减震、降低噪声、耐高温、耐腐蚀、耐磨损、质量小、成本低、安装维修方便等优点。非金属补偿器作为一种挠性连接元件，广泛用于矿山、冶金、电力、水泥、建材、核能、石油化工等行业的流体输送管道和设备中。
近年来，我国非金属补偿器的材料、结构、生产工艺和应用领域都在不断发展。现在非金属补偿器的适用介质已从最初的低温段烟气发展到高温、高压、高腐蚀气体、液体和固体混合介质。我国大多数脱硫设备和锅炉烟风系统使用的非金属补偿器普遍存在使用寿命短、渗漏严重、更换不便和维修费用高的问题。开发这一应用领域的新型非金属补偿器，提高非金属补偿器的性能，满足日益发展的市场需求，已成为亟待解决的问题。
橡胶与玻璃纤维的粘结性差，虽然《三元氟橡胶非金属补偿器的研制》一文使用硅烷偶联剂对玻璃纤维进行表面处理，但是在高温、高压、高腐蚀气体、液体和固体混合介质中，硅烷偶联剂容易分解，使得玻璃纤维与橡胶分离，降低了材料的强度，造成渗漏，使用寿命缩短，需要改进，还需要改进非金属补偿器的耐老化性。
发明内容
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种耐热老化三元氟橡胶非金属补偿器及其制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种耐热老化三元氟橡胶非金属补偿器，由下列重量份的原料制成：三元氟橡胶适量、无碱膨体纱玻璃纤维织物100-110、偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物50-55、丙酮200-220、苄基三乙基氯化铵2-2.5、5-5.5wt%氢氧化钾水溶液80-85、30-31wt%双氧水水溶液110-120、36-38wt%盐酸水溶液适量、氧化锌晶须3-3.5、六方氮化硼纳米片0.7-0.9、石墨烯微片2.8-3.2、硼酸三异丙酯1.2-1.5。
所述耐热老化三元氟橡胶非金属补偿器的制备方法，包括以下步骤：
（1）将偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物与丙酮混合搅拌至溶解，加入苄基三乙基氯化铵、氧化锌晶须，搅拌均匀，再加入5-5.5wt%氢氧化钾水溶液搅拌均匀，再加入30-31wt%双氧水水溶液搅拌均匀，再加入无碱膨体纱玻璃纤维织物，震动搅拌反应4-5个小时，用36-38wt%盐酸水溶液调节pH值为中性，取出无碱膨体纱玻璃纤维织物，干燥，放入自封袋，进行辐照，吸收剂量为78-82kGy，得到改性无碱膨体纱玻璃纤维织物；
（2）将六方氮化硼纳米片、石墨烯微片、硼酸三异丙酯混合，研磨均匀，得到混合物料；
（3）将三元氟橡胶与混合物料混合，进行混炼，混炼温度为110-120℃，进行开片，开炼机下片的条件为：辊温40-50℃，胶片厚度为2-3mm；
（4）将胶片和玻璃纤维织物以三胶两布的形式叠放，在平板硫化机上压成带状坯料，装入模具成型，再进行硫化，硫化压力为2.5-3MPa，硫化时间为12-15min，即得。
所述耐热老化三元氟橡胶非金属补偿器的制备方法，胶片和玻璃纤维织物宽度为495-505mm，三胶两布的叠合厚度为6.2-6.7mm；压制成坯用热合平板的加热温度为110-130℃，压力为1.5-1.6MPa，时间为3-4min；带状坯料宽度为495-505mm，厚度为（6.0±0.2）5.8-6.2mm。
本发明的优点是：本发明使用偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物在无碱膨体纱玻璃纤维织物上进行聚合反应，提高了三元氟橡胶与玻璃纤维的粘结强度，氧化锌晶须提高了橡胶的耐热性和强度，进一步提高的粘结强度，防止渗漏；通过使用硼酸三异丙酯对六方氮化硼纳米片、石墨烯微片进行改性，提高了六方氮化硼纳米片、石墨烯微片与橡胶的相容性，六方氮化硼纳米片、石墨烯微片能够提高橡胶的耐高温性能、抗氧化性和抗化学腐蚀性，耐热老化性能提高，防止受热渗漏，使用寿命增长。
具体实施方式
一种耐热老化三元氟橡胶非金属补偿器，由下列重量份（公斤）的原料制成：三元氟橡胶适量、无碱膨体纱玻璃纤维织物100、偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物50、丙酮200、苄基三乙基氯化铵2、5wt%氢氧化钾水溶液80、30wt%双氧水水溶液110、36wt%盐酸水溶液适量、氧化锌晶须3、六方氮化硼纳米片0.7、石墨烯微片2.8、硼酸三异丙酯1.2。
所述耐热老化三元氟橡胶非金属补偿器的制备方法，包括以下步骤：
（1）将偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物与丙酮混合搅拌至溶解，加入苄基三乙基氯化铵、氧化锌晶须，搅拌均匀，再加入5wt%氢氧化钾水溶液搅拌均匀，再加入30wt%双氧水水溶液搅拌均匀，再加入无碱膨体纱玻璃纤维织物，震动搅拌反应4个小时，用36wt%盐酸水溶液调节pH值为中性，取出无碱膨体纱玻璃纤维织物，干燥，放入自封袋，进行辐照，吸收剂量为78kGy，得到改性无碱膨体纱玻璃纤维织物；
（2）将六方氮化硼纳米片、石墨烯微片、硼酸三异丙酯混合，研磨均匀，得到混合物料；
（3）将三元氟橡胶与混合物料混合，进行混炼，混炼温度为110℃，进行开片，开炼机下片的条件为：辊温40℃，胶片厚度为2mm；
（4）将胶片和玻璃纤维织物以三胶两布的形式叠放，在平板硫化机上压成带状坯料，装入模具成型，再进行硫化，硫化压力为2.5MPa，硫化时间为12min，即得。
所述耐热老化三元氟橡胶非金属补偿器的制备方法，胶片和玻璃纤维织物宽度为495mm，三胶两布的叠合厚度为6.2mm；压制成坯用热合平板的加热温度为110℃，压力为1.5MPa，时间为3min；带状坯料宽度为495mm，厚度为（6.0±0.2）5.8mm。
实验数据：
该实施例的非金属补偿器的邵尔A型硬度为度81度，拉伸强度15MPa，撕裂强度为32kN/m，拉断永久变形368%，甲苯浸泡（23 ℃×70 h）后膨胀率为21%，密度1.88g/cm3，260 ℃×70 h热空气老化后邵尔A型硬度变化5度，拉伸强度下降率21%，拉断伸长率下降率21.5%。

Claims (3)

1.一种耐热老化三元氟橡胶非金属补偿器，其特征在于：由下列重量份的原料制成：三元氟橡胶适量、无碱膨体纱玻璃纤维织物100-110、偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物50-55、丙酮200-220、苄基三乙基氯化铵2-2.5、5-5.5wt%氢氧化钾水溶液80-85、30-31wt%双氧水水溶液110-120、36-38wt%盐酸水溶液适量、氧化锌晶须3-3.5、六方氮化硼纳米片0.7-0.9、石墨烯微片2.8-3.2、硼酸三异丙酯1.2-1.5。
2.根据权利要求1所述耐热老化三元氟橡胶非金属补偿器的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）将偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物与丙酮混合搅拌至溶解，加入苄基三乙基氯化铵、氧化锌晶须，搅拌均匀，再加入5-5.5wt%氢氧化钾水溶液搅拌均匀，再加入30-31wt%双氧水水溶液搅拌均匀，再加入无碱膨体纱玻璃纤维织物，震动搅拌反应4-5个小时，用36-38wt%盐酸水溶液调节pH值为中性，取出无碱膨体纱玻璃纤维织物，干燥，放入自封袋，进行辐照，吸收剂量为78-82kGy，得到改性无碱膨体纱玻璃纤维织物；
（2）将六方氮化硼纳米片、石墨烯微片、硼酸三异丙酯混合，研磨均匀，得到混合物料；
（3）将三元氟橡胶与混合物料混合，进行混炼，混炼温度为110-120℃，进行开片，开炼机下片的条件为：辊温40-50℃，胶片厚度为2-3mm；
（4）将胶片和玻璃纤维织物以三胶两布的形式叠放，在平板硫化机上压成带状坯料，装入模具成型，再进行硫化，硫化压力为2.5-3MPa，硫化时间为12-15min，即得。
3.根据权利要求2所述耐热老化三元氟橡胶非金属补偿器的制备方法，其特征在于：胶片和玻璃纤维织物宽度为495-505mm，三胶两布的叠合厚度为6.2-6.7mm；压制成坯用热合平板的加热温度为110-130℃，压力为1.5-1.6MPa，时间为3-4min；带状坯料宽度为495-505mm，厚度为（6.0±0.2）5.8-6.2mm。
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